如圖3-5-1所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一與磁感線垂直且水平放置的長為L的擺線，拉一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的擺球.試求擺球通過最低位置時(shí)繩上的拉力F.

圖3-5-1

思路解析

    欲求擺球通過最低位置時(shí)繩上的拉力F，需建立最低位置時(shí)小球的牛頓第二定律方程，再由能量觀點(diǎn)求出最低位置時(shí)的速度即可.不過由于洛倫茲力方向與速度方向相關(guān)，本題應(yīng)討論向左、向右過最低位置的兩種情況，不注意分析，往往容易漏解.

    以擺球?yàn)檠芯繉ο?

    擺球在運(yùn)動過程中受重力mg、彈力T及洛倫茲力f三力作用，其中彈力T、洛倫茲力f都隨小球速度的改變而改變，但這兩種力始終與擺球運(yùn)動方向垂直，不做功，只有重力做功.

    根據(jù)機(jī)械能守恒：mgL=mvm2

    擺球向左經(jīng)最低位置時(shí)

    由牛頓第二定律：T-mg-f=mvm2/L

    且f=Bqvm，聯(lián)立以上各式：T=3mg+Bq

    當(dāng)向右擺動，到最低點(diǎn)的速度向右時(shí)，f的方向則向上.

    由牛頓第二定律：T+f-mg=mv2/L

    聯(lián)立解得：T=3mg-Bq.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖3-5-1所示，兩根輕桿OA和OB各有一端可繞固定在豎直墻上的光滑轉(zhuǎn)動.O處懸掛50 N的重物，試求OA和OB桿在O點(diǎn)處所受到的力.

 

圖3-5-1 

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖3-5-1所示為車站使用的水平傳送帶的模型，傳送帶長l=8 m，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m=10 kg的旅行包以v0=10 m/s的初速度水平地滑上水平傳送帶.已知旅行包與皮帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.6.在本題中，g取10 m/s2，且可將旅行包視為質(zhì)點(diǎn).試討論如下問題：

（1）若傳送帶靜止，則旅行包從傳送帶的A端滑到另一端B所需要的時(shí)間是多少？

（2）若傳送帶以速度v=4 m/s沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，則旅行包從傳送帶的A端滑到B端歷時(shí)多少？

（3）若傳送帶以速度v=4 m/s沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，則旅行包是否能夠從傳送帶的A端滑到B端？如不能，試說明理由；如能，試計(jì)算歷時(shí)多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖3-5-22所示，MN、PQ為兩根間距不均的金屬導(dǎo)軌，水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌的一端接阻值為10 Ω的電阻R1和電流表，另一端接阻值為5 Ω的電阻R2.質(zhì)量為m=0.1 kg的金屬棒放在導(dǎo)軌ab處，以初速度v0=8 m/s滑到導(dǎo)軌的a′b′處，歷時(shí)t=0.08 s.導(dǎo)軌在ab處的間距L1=0.5 m,在a′b′處的間距L2=1.0 m.若金屬棒滑動時(shí)始終與導(dǎo)軌接觸良好，電流表的示數(shù)保持不變，不計(jì)棒與導(dǎo)軌間的摩擦以及其他電阻的影響.求：

圖3-5-22

（1）金屬棒在導(dǎo)軌a′b′處的速度；

（2）電流表的示數(shù)；

（3）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖3-5-1所示，兩根輕桿OA和OB各有一端可繞固定在豎直墻上的光滑轉(zhuǎn)動.O處懸掛50 N的重物，試求OA和OB桿在O點(diǎn)處所受到的力.

            

圖3-5-1               圖3-5-2

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